第30章_综合案例：HarmonyOs开发图解之 俄罗斯方块游戏

第30章 综合案例：HarmonyOs开发图解之 俄罗斯方块游戏

HarmonyOS 学习系统 | 阶段四：专业精通期

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学习目标

序号	能力
1	综合运用线程管理、UI 开发、多模输入等多个知识点
2	掌握游戏主循环的设计与实现
3	理解游戏状态管理和用户交互处理

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核心图解

内容讲解

30.1 案例技术要点汇总

俄罗斯方块游戏综合运用了阶段三和阶段四的多个知识点：

知识点	在本案例中的应用	所属章节
TaskDispatcher	游戏主循环的定时执行	第12章 线程管理
UITaskDispatcher	UI 界面的刷新更新	第12章 线程管理
Canvas 绘图	绘制游戏网格和方块	第10章 JS 开发 UI
Component.DrawTask	自定义绘制组件	基础 UI 能力
DirectionalLayout	游戏界面的整体布局	基础 UI 能力
触摸事件处理	按钮点击响应	第11章 多模输入

生活化类比：游戏开发就像"搭建一个游乐场"

TaskDispatcher 是游乐场的管理员------他控制每个设施（任务）什么时候开放、什么时候关闭。游戏主循环就像摩天轮------不停转动，每转一圈就处理一次游戏状态。UITaskDispatcher 是游乐园的广播系统------所有需要游客看到的变化（分数更新、画面刷新）都通过广播来通知。

30.2 游戏核心逻辑

30.2.1 游戏状态管理

// 游戏状态
private boolean isRunning = false;
private int scoreValue = 0;
private int[][] grids = new int[15][10]; // 15行10列的网格

// 网格数据结构
class Grid {
    int x;     // 列位置（0-9）
    int y;     // 行位置（0-14）
    int color; // 颜色值
}

30.2.2 游戏初始化

private void initialize() {
    grids = new int[15][10];
    createGrids();  // 创建网格数据
    drawGrids();    // 绘制网格到界面
}

30.2.3 游戏主循环

游戏主循环是整个游戏的心脏，通过 TaskDispatcher 定时执行，实现方块的自动下落。

// 游戏主循环 - 通过 TaskDispatcher 定时执行
class GameTask implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        if (!isRunning) return;

        if (couldDown()) {
            // 方块可以下移
            clearGrids();
            updateGridPosition(); // 更新位置
            drawGrids();          // 重绘
        } else {
            // 方块不能下移，固定到网格中
            createGrids();        // 生成新方块
            if (isGameOver()) {
                isRunning = false;
                showTip("Game Over! Score: " + scoreValue);
                return;
            }
            drawGrids();
        }

        // 继续下一帧（500ms 间隔）
        getUITaskDispatcher().delayDispatch(this, 500);
    }
}

// 启动游戏
private void startGame() {
    isRunning = true;
    scoreValue = 0;
    initialize();
    getUITaskDispatcher().delayDispatch(new GameTask(), 500);
}

30.2.4 方块操作

// 左移
private void moveLeft() {
    if (couldLeft()) {
        clearGrids();
        updateGridPosition(-1, 0); // x-1
        drawGrids();
    }
}

// 右移
private void moveRight() {
    if (couldRight()) {
        clearGrids();
        updateGridPosition(1, 0);  // x+1
        drawGrids();
    }
}

// 旋转
private void rotate() {
    clearGrids();
    shiftGrid(); // 旋转方块形状
    if (!isValidPosition()) {
        shiftGrid(); // 旋转失败，恢复
    }
    drawGrids();
}

// 消行检测
private void checkLines() {
    for (int row = 14; row >= 0; row--) {
        if (isLineFull(row)) {
            removeLine(row);   // 消除该行
            scoreValue += 100; // 加分
            row++;             // 重新检查该行（上面的行会下移）
        }
    }
}

30.3 UI 布局设计

<!-- DirectionalLayout: 游戏整体布局 -->
<DirectionalLayout
    ohos:width="match_parent"
    ohos:height="match_parent"
    ohos:orientation="vertical">

    <!-- 顶部信息栏：分数、等级 -->
    <DirectionalLayout ohos:width="match_parent" ohos:height="50vp">
        <Text ohos:id="$+id:score_text" ohos:text="Score: 0"/>
    </DirectionalLayout>

    <!-- 中间：游戏区域 -->
    <Component
        ohos:id="$+id:game_canvas"
        ohos:width="match_parent"
        ohos:height="0vp"
        ohos:weight="1"/>

    <!-- 底部：控制按钮 -->
    <DirectionalLayout ohos:width="match_parent" ohos:height="80vp"
        ohos:orientation="horizontal">
        <Button ohos:id="$+id:btn_left" ohos:text="←"/>
        <Button ohos:id="$+id:btn_rotate" ohos:text="Rotate"/>
        <Button ohos:id="$+id:btn_right" ohos:text="→"/>
        <Button ohos:id="$+id:btn_down" ohos:text="↓"/>
    </DirectionalLayout>
</DirectionalLayout>

30.4 综合练习建议

在完成基础俄罗斯方块后，可以尝试以下扩展方向：

1. 添加音效：使用第 16 章的 AudioRenderer 或 SoundPlayer 添加消除音效、背景音乐
2. 排行榜：使用第 27 章的偏好数据库保存最高分
3. 跨端迁移：使用第 29 章的流转能力，手机迁移到平板继续游戏
4. 手势操作：使用第 11 章的多模输入替代按钮，支持滑动手势
5. AI 预测：使用第 20/21 章的 AI 能力，实现截图识别其他玩家的方块布局

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代码速查卡

API	功能	示例
getUITaskDispatcher().delayDispatch(task, ms)	延迟派发任务（游戏循环）	delayDispatch(gameTask, 500)
Component.addDrawTask(task)	添加自定义绘制任务	canvas.addDrawTask(this::onDraw)
TouchEvent	触摸事件处理	用于按钮和手势操作
preferences.putInt("score", val)	保存最高分	使用偏好数据库
continueAbility(deviceId)	跨端迁移游戏	用于流转功能

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与 Android/iOS 对比

特性	HarmonyOS	Android	iOS
游戏循环	UITaskDispatcher.delayDispatch	Handler.postDelayed	Timer / CADisplayLink
自定义绘制	Component.DrawTask	Canvas / SurfaceView	CAShapeLayer / Core Graphics
布局	DirectionalLayout	LinearLayout / ConstraintLayout	UIStackView
存储最高分	Preferences	SharedPreferences	UserDefaults

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⚠️ 踩坑回忆录

游戏越来越卡，最后直接 ANR 了

我在游戏主循环里做了太多事情------每次循环都重新创建大量对象（Grid 数组、颜色数组等），GC 压力巨大，游戏越玩越卡。正确做法是对象复用：提前创建好所有需要的对象，在游戏循环中只更新属性值，不创建新对象。

还有一个坑：delayDispatch 的间隔不能太短。我一开始设成 100ms，结果在低端设备上 UI 根本来不及绘制。设成 500ms 才比较稳定。如果要做更精细的控制，可以根据设备性能动态调整间隔。

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必做实操任务

序号	任务	难度
1	实现游戏网格的绘制和方块的显示	中
2	实现方块的自动下落和手动控制（左/右/下）	中
3	实现方块旋转和碰撞检测	高
4	实现消行检测和分数统计	中
5	添加游戏开始/暂停/重新开始功能	低

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学习检查清单

• 能使用 TaskDispatcher 实现游戏主循环
• 能使用 Component.DrawTask 自定义绘制游戏画面
• 能实现方块的下落、移动、旋转逻辑
• 能实现碰撞检测（边界和已固定方块）
• 能实现消行检测和分数统计
• 能使用 DirectionalLayout 搭建游戏界面
• 理解游戏状态管理（运行/暂停/结束）
• 能综合运用多章节知识完成完整项目

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进阶方向

• 添加难度递增机制（随等级提升下落速度）
• 实现下一个方块的预览功能
• 添加网络对战功能（使用第 24 章网络管理）
• 实现跨设备的流转对战
• 探索 HarmonyOS 游戏引擎和图形渲染优化
  辑
• 能实现碰撞检测（边界和已固定方块）
• 能实现消行检测和分数统计
• 能使用 DirectionalLayout 搭建游戏界面
• 理解游戏状态管理（运行/暂停/结束）
• 能综合运用多章节知识完成完整项目

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进阶方向

• 添加难度递增机制（随等级提升下落速度）
• 实现下一个方块的预览功能
• 添加网络对战功能（使用第 24 章网络管理）
• 实现跨设备的流转对战
• 探索 HarmonyOS 游戏引擎和图形渲染优化